الصغار، وهما الشيخ علي الصالحي، والشيخ محمد بن عبد العزيز المطوع، فقرأ الشيخ محمد بن صالح العثيمين عليهما "مختصر العقيدة الواسطية"، للشيخ عبد الرحمن السعدي، و"منهاج السالكين في الفقه" للشيخ السعدي أيضًا، و"الآجرومية"، و"الألفية" في النحو والصرف، وهكذا كانت نشأة الشيخ بين أحضان العلماء.

ولم يرحل الشيخ لطلب العلم إلا إلى الرياض، حين فتحت المعاهد العلمية عام 1372 هـ، فالتحق بها.

وبعد وفاة شيخه عبد الرحمن السعدي، الذي توفى في عنيزة عام 1376 هـ، عن عمر يناهز التاسعة والستين، رشح بعض المشايخ لإمامة الجامع الكبير، إلا أنهم لم يستمروا على ذلك إلا مدة قصيرة جدًا، فرشح الشيخ محمد بن صالح العثيمين لإمامة الجامع الكبير، عندها تصدى للتدريس مكان شيخه، ولم يتصدَّ للتأليف إلا عام 1382 هـ، حين ألف أول كتاب له، وهو "فتح رب البرية بتلخيص الحموية"، وهو تلخيص لكتاب شيخ الإسلام ابن تيمية "الحموية في العقيدة".

واستغل الشيخ وجوده في الرياض بالدراسة على الشيخ عبد العزيز بن باز، فقرأ عليه من "صحيح البخاري"، وبعض رسائل شيخ الإسلام ابن تيمية، وبعض الكتب الفقهية.

وقد عرض على الشيخ تولي القضاء من قبل مفتي المملكة العربية السعودية الشيخ محمد بن إبراهيم آل الشيخ، -رحمه الله-،